呼芳娣,刘丽君,马骊,牛早霞,孙柏林,徐佳,杨雯昕,刘博,蒲媛媛,武军艳,方彦,李学才,沈金雄,孙万仓.低温胁迫下甘蓝型冬油菜BnYUCCA8基因差异表达及内源生长素含量变化[J].干旱地区农业研究,2022,40(3):1~10
低温胁迫下甘蓝型冬油菜BnYUCCA8基因差异表达及内源生长素含量变化
Differential expression of BnYUCCA8 gene and changes of endogenous auxin content in Brassica napus L. under low temperature stress
  
DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.01
中文关键词:  甘蓝型冬油菜  BnYUCCA8基因  差异表达  低温胁迫  内源IAA含量
英文关键词:Brassica napus L.  BnYUCCA8 gene  differential expression  low temperature stress  endogenous IAA content
基金项目:现代丝路寒旱农业科技支撑项目(GSLK-2021-12);国家现代农业产业技术体系(CARS-12);甘肃农业大学干旱生境作物学重点实验室主任基金(GSCS-2020-Z1)
作者单位
呼芳娣 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
刘丽君 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
马骊 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
牛早霞 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
孙柏林 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
徐佳 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
杨雯昕 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
刘博 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
蒲媛媛 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
武军艳 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
方彦 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
李学才 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
沈金雄 华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室/国家油菜工程技术研究中心湖北 武汉 430070 
孙万仓 甘肃农业大学农学院甘肃省油菜工程技术研究中心省部共建干旱生境作物学国家重点实验室(甘肃农业大学)甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃 兰州 730070 
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中文摘要:
      甘蓝型冬油菜下胚轴长短与其抗寒性强弱呈负相关关系。为研究下胚轴伸长相关的BnYUCCA8基因对低温胁迫的响应,采用同源克隆技术从甘蓝型冬油菜中克隆了BnYUCCA8基因,其CDS全长1 281 bp,编码426个氨基酸。生物信息学分析表明,BnYUCCA8蛋白是一个不稳定的疏水性蛋白,与埃塞俄比亚芥和甘蓝中YUCCA8蛋白的亲缘关系最近。荧光定量PCR结果表明,BnYUCCA8在叶和根中表达量最高,花和角果中表达量相对较低,且苗期表达量高于花期。随低温胁迫加剧,BnYUCCA8表达量总体呈降低趋势,且‘天油 2288’(下胚轴伸长较长的弱抗寒品种)较‘16VHNTS158’(下胚轴伸长较短的强抗寒品种)基因表达量高。内源IAA含量的测定结果表明,在低温处理24 h时,‘16VHNTS158’中IAA含量在4℃、0℃、-4℃较常温(22℃)分别降低68%、92%、97%,‘天油2288’中分别降低了77%、89%、94%,且‘16VHNTS158’较‘天油2288’IAA含量在常温、4℃、0℃、-4℃分别低19%、14%、40%、39%。对BnYUCCA8相对表达量、内源IAA含量和下胚轴长度进行相关性分析,结果表明,‘16VHNTS158’和‘天油 2288’的BnYUCCA8相对表达量和生长素含量之间的相关系数分别为0.682和0.812,存在显著和极显著正相关关系,下胚轴长度与基因相对表达量之间的相关系数分别为0.54和0.41,与生长素含量之间的相关系数分别为0.427和0.591,为正相关关系。由此说明甘蓝型冬油菜BnYUCCA8可能在下胚轴长度和内源IAA含量中发挥重要调节作用。
英文摘要:
      There is a negative correlation between hypocotyl length of Brassica napus L. and its cold resistance. To study the response of BnYUCCA8 gene related to hypocotyl elongation to low temperature stress, BnYUCCA8 was cloned from B. napus by homologous cloning technique. Its CDS was composed of 1281bp nucleotides, encoding 426 amino acids. Bioinformatics analysis showed that BnYUCCA8 protein was an unstable hydrophobic protein, which was closely related to YUCCA8 protein in Brassica carinata and Brassica oleracea var. oleracea. The results of fluorescence quantitative PCR showed that expression of BnYUCCA8 was the highest in leaves and roots, and relatively low in flowers and siliques, and it was higher at seedling stage than at flowering stage. With the increase of low temperature stress, BnYUCCA8 expression decreased in general, and expression in ‘Tianyou 2288’ (weak cold resistant variety with long hypocotyl length) was higher than that in ‘16VHNTS158’ (strong cold resistant variety with short hypocotyl length). The determination results of endogenous IAA levels showed that the IAA levels in ‘16VHNTS158’ decreased by 68%, 92% and 97% respetively at 4℃, 0℃ and -4℃ for 24 h compared with room temperature (22℃), which decreased by 77%, 89% and 94% in ‘Tianyou 228’, respectively, and the IAA levels of ‘16VHNTS 158’ was 19%, 14%, 40% and 39% lower than that of ‘Tianyou 2288’ at 22℃, 4℃, 0℃ and -4℃, respectively. The correlation between BnYUCCA8 expression, endogenous IAA levels and hypocotyl length was analyzed. The results showed that the correlation coefficients between BnYUCCA8 expression and IAA levels in ‘16VHNTS158’ and ‘Tianyou 2288’ were 0.682 and 0.812 respectively, and there was a positive and positive significant correlation. The correlation coefficients between hypocotyl length and BnYUCCA8 expression were 0.54 and 0.41 respectively, and the correlation coefficients between hypocotyl length and IAA levels were 0.427 and 0.591 respectively, and there was a positive correlation. These results suggested that BnYUCCA8 might play an important role in regulating hypocotyl length and endogenous IAA levels in B. napus.
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